CN108774947B - 装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构及施工方法，属于装配式桥梁施工领域，该连接结构包括钢筋混凝土预制的上、下段墩柱，及在上、下段墩柱的底部和顶部分别预留多根上、下钢筋，当上、下段墩柱相互拼装时，多根上、下钢筋相互岔开拼合，并在上、下段墩柱的拼装处外缘安装配套严密的套筒，其内压入超高强混凝土的压浆体，并凝结多根上、下钢筋形成超高强混凝土连接段拼装接头，这种连接结构具有构造简单、安全可靠、经济合理、地面交通影响小、低碳环保等优点，其结合相应的施工方法能确保加固结构的质量和安全，经济效益和社会效益显著。且通用性强，只需改变套筒和抱箍的形状，就能适用菱形、方形或其他不规则形状的桥梁墩柱。
Description
技术领域
本发明涉及一种装配式桥梁施工领域，具体是指装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构及施工方法。
背景技术
装配式桥梁施工技术是桥梁工程建设的发展趋势。目前我国桥梁上部结构大部分都可以进行预制装配施工,而下部墩柱结构主要以现场支架浇筑为主，预制装配仍处在初步试验阶段。在工厂或工地集中分段预制桥梁墩柱，再运送到现场装配成型，装配式桥梁墩柱拼装接头方式是关键工序，既要牢固、安全、经济和美观，又要结构简单便于装配施工。常用的拼装接头有承插式接头、钢筋锚固接头、焊接接头、扣环式接头、法兰盘接头、预应力接头或上述几种方式组合接头等，以上拼装接头各有利弊，一般由桥梁墩柱规模、受力情况和施工条件确定。其中应用较多的钢筋锚固接头采用构件上预留钢筋或型钢，插入另一构件的预留槽内，或将钢筋互相焊接，再灌注半干硬性混凝土，但存在钢筋焊接量大、焊接空间小、费工费时、质量保障率低、钢筋套筒连接费用昂贵等缺点。也有采用杯型承插式超高性能混凝土接头，但仅适用于墩柱与承台的连接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、安全可靠、经济合理、地面交通影响小、低碳环保的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构及施工方法。
本发明的技术问题通过以下技术方案实现：
一种装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，包括钢筋混凝土预制而成的上段墩柱和下段墩柱，所述的上段墩柱底部预留多根向下延伸的相等连接段长度的上钢筋，下段墩柱顶部预留多根向上延伸的相等连接段长度的下钢筋；所述的上段墩柱和下段墩柱相互拼装，该多根上钢筋和多根下钢筋相互岔开拼合，并在上、下段墩柱的拼装处外缘安装配套严密的套筒，该套筒的上部设有通气孔，套筒的下部设有压浆管，并经压浆管向套筒内压入超高强混凝土的压浆体，该压浆体凝结多根上钢筋和多根下钢筋而形成超高强混凝土连接段拼装接头。
每根所述的上钢筋下端均垂直弯折成7字形弯钩，每根所述的下钢筋上端均垂直弯折成7字形弯钩；所述的上段墩柱和下段墩柱相互拼装，该多根上钢筋和多根下钢筋相互岔开拼合的连接长度为40cm～60cm。
所述的上段墩柱和下段墩柱均为圆柱墩柱，所述的套筒为钢质或高强PVC材料制成的圆柱筒，该圆柱筒由两片半圆筒状组合而成，在两片半圆筒状的上部和下部分别设有抱箍紧固，且套筒内径与墩柱外径相同，长度为连接段+2╳抱箍宽度+5cm～10cm。
所述的抱箍承受通过套筒传递压浆体的压浆压力；所述的上钢筋或下钢筋长度为，直径为/>，其周边与压浆体粘结强度即粘结处剪切力/>，最大粘结强度/>，上钢筋或下钢筋与压浆体在弹性工作状态时，即/>时，/>，/>为上钢筋或下钢筋与压浆体的剪切刚度系数，/>为上钢筋或下钢筋的剪切位移函数；假定上钢筋或下钢筋在弹性工作状态时，与压浆体粘结变形符合胡克定律，则在上钢筋或下钢筋/>处取一微段，其长度为/>，则在/>处上钢筋或下钢筋轴力为/>，剪应力为/>，剪切位移为/>；所述的连接段在外力矩/>作用时，由上钢筋、下钢筋和压浆体共同承受荷载；抱箍、上钢筋或下钢筋以及连接段有关力学参数由以下公式计算：
公式一、
公式二、
式中，得
其中为待定系数，由边界条件确定，在上钢筋或下钢筋的顶端为/>即/>,在上钢筋或下钢筋的底端为/>，可求得
当上钢筋或下钢筋的顶端受力达到时，/>达到塑性流动状态时，上钢筋或下钢筋达到极限抗拉拔力
公式三、
连接段顶端作用外力矩时，由压浆体、上钢筋和下钢筋承受荷载，在外力矩/>作用的平面内，最边缘上钢筋或下钢筋拉力为/>，任一上钢筋或下钢筋的编号/>受力为
压浆体截面任一点单位面积的受力，以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，即该点和坐标轴原点连线与/>轴之间的夹角/>处的受力为
连接段顶端作用外力矩需满足下式
在公式一、公式二和公式三中，
——连接段压浆体的压浆压力，/>；
——抱箍计算半径处的应力，/>；
——分别为连接段墩柱半径，即压浆体周边半径和抱箍计算半径，/>；
——单片半圆环抱箍截面所受的拉力和螺栓的拉力，/>；
——连接段长度即上钢筋或下钢筋长度，/>；
——上钢筋或下钢筋直径，/>；
——上钢筋或下钢筋的截面积，/>；
——上钢筋或下钢筋的弹性模量，/>；
——连接段超高强混凝土的弹性模量，/>；
——上钢筋或下钢筋至墩柱截面圆心的半径，/>；
——单片半圆环抱箍截面积，/>；
——单个螺栓截面积，/>；
——抱箍截面所受的拉应力，/>；
——螺栓截面所受的拉应力，/>；
——抱箍截面材料的容许拉应力，/>；
——螺栓截面材料的容许拉应力，/>；
——连接段顶端作用的外力矩，/>；
——上钢筋或下钢筋在/>处的受力，/>；
——上钢筋或下钢筋顶端的受力，/>；
——上钢筋或下钢筋底端的受力，/>，/>；
——上钢筋或下钢筋顶端的极限抗拉拔力，/>；
——上段墩柱和下段墩柱中的上钢筋和下钢筋的总数为/>根，以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，在第IV象限绕/>轴顺时针编号，起点编号1至依次编号2、3、…、/>、…、/>为上钢筋或下钢筋的编号，编号为/>的上钢筋或下钢筋顶端的受力，沿/>轴至原点/>为线性分布，/>；
——压浆体截面任一点单位面积的受力，以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角/>处的受力, />；
——以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，编号为/>的上钢筋或下钢筋顶端和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角，/>，/>；
——以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，压浆体顶端圆周边任一点即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角，/>；
——上钢筋或下钢筋与压浆体的剪切刚度系数，/>；
——上钢筋或下钢筋周边与压浆体的粘结强度即粘结处剪切力，最大粘结强度/>，/>；
——系数，/>，无量纲。
所述的通气孔内径为10mm～15mm，每片半圆筒状上部侧面均设置一个通气孔，每个通气孔均与套筒内的连接段相连通。
所述的压浆管设置在套筒下部侧面，内径为压浆体最大骨料粒径的3倍～4倍或为细钢纤维长度的2倍～3倍，压浆管内端与套筒内连接段相连通，压浆管外端连接压浆泵，压浆压力为0.5MPa～0.8MPa。
所述的抱箍为钢质的圆环，是由两个半圆环抱合在套筒外并由螺栓紧固而成，抱箍内径与套筒外径相同。
所述的压浆体为超高强混凝土，该超高强混凝土由水泥、硅灰、石英粉、硅砂和细钢纤维配制而成，抗压强度120MPa～180MPa，抗拉强度6MPa～10MPa，最大骨料粒径4mm～6mm, 细钢纤维直径为0.2mm～0.6mm、长度为10mm～30mm。
一种装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤一、设计计算结构配筋、预制上段墩柱和下段墩柱
① 由公式二、公式三设计计算结构并配筋；
②根据设计要求下料上钢筋和下钢筋；
③绑扎上段墩柱、下段墩柱的钢筋骨架；
④上段墩柱、下段墩柱的钢筋骨架吊入模板，精确定位上钢筋和下钢筋，并分别浇筑上段墩柱和下段墩柱；
步骤二、运输预制构件至现场
①养护合格，吊至堆放场地；
②制作临时支架固定上钢筋和下钢筋，避免运输途中振动或碰撞影响上钢筋和下钢筋的安装定位对中；
③输至安装现场有序堆放；
步骤三、拼装并压浆
①由公式一计算抱箍尺寸和螺栓型号，并制作压浆用的套筒和抱箍；
②凿毛上段墩柱底面与上钢筋之间的混凝土，凿毛下段墩柱顶面与下钢筋之间的混凝土，并清理干净；
③在上段墩柱与桥梁基础承台精确安装完成后，起吊上段墩柱至下段墩柱上方，用临时支架固定定位，上钢筋岔开放置在下钢筋之间间距的空隙中进行拼合；
④ 设计配合比配制超高强混凝土的压浆体，并经试验符合设计要求；
⑤压浆泵接通压浆管，启动压浆泵向套筒内压浆，压浆压力符合设计要求，直至通气孔溢出浆液，持荷2分钟，压浆结束, 封闭压浆管口；
⑥压浆体终凝后拆除抱箍和套筒，连接段外围包裹土工布洒水养护合格。
与现有技术相比，本发明主要设计了一种装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，该结构主要是在钢筋混凝土预制而成的上段墩柱底部预留多根上钢筋，下段墩柱顶部预留多根下钢筋，并在上、下段墩柱相互拼装时，将多根上钢筋和多根下钢筋相互岔开拼合，并在上段墩柱、下段墩柱的拼装处外缘安装配套严密的套筒，其内压入超高强混凝土的压浆体后，凝结多根上钢筋和多根下钢筋而形成钢筋混凝土连接段拼装接头，这种连接结构具有构造简单、安全可靠、经济合理、地面交通影响小、低碳环保等优点，其结合相应的施工方法能确保加固结构的质量和安全，经济效益和社会效益显著。且通用性强，如桥梁墩柱为菱形、方形或其他不规则形状时，只要改变套筒和抱箍的形状而同样适用。
附图说明
图1为本发明的立面结构示意图。
图2为图1的1/2A-A 剖面图和1/2B-B 剖面图。
图3为抱箍受力计算图式。
图4为钢筋锚固力计算图式。
图5为连接段中压浆料和钢筋的受力计算图式。
图6为连接段中压浆料和钢筋平面位置图。
具体实施方式
下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。
如图1~图6所示，1.上段墩柱、2.下段墩柱、3.上钢筋、4.下钢筋、5.连接段、51.压浆体、6.套筒、61.压浆管、62.通气孔、7.抱箍、71.螺栓。
装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构及施工方法，属于装配式桥梁施工领域。
其中，装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构如图1、图2所示，主要是由钢筋混凝土预制而成的上段墩柱1和下段墩柱2构成，该上、下段墩柱为装配式墩柱的主结构，通常是按照墩柱的整体长度和拼装施工便利来确定每段的长度；并且，根据实际使用需要，上段墩柱1和下段墩柱2可采用圆柱形、方形、菱形或其他不规则形状，本实施例的上段墩柱1和下段墩柱2均采用了圆柱形。
所述的上段墩柱1在做钢筋混凝土预制时，其内需要预留多根上钢筋3，且多根上钢筋3需要由上段墩柱1底部向下延伸出相等的连接段长度，每根上钢筋3的下端均垂直弯折出7字形弯钩；所述的下段墩柱2在做钢筋混凝土预制时，其内需要预留多根下钢筋4，且多根下钢筋4需要由下段墩柱2顶部向上延伸出相等的连接段长度，每根下钢筋4的上端均垂直弯折出7字形弯钩。也就是说，预制上、下段墩柱混凝土时，在上、下段墩柱的接头处分别预留有连接段长度的上钢筋3和下钢筋4。
将上段墩柱1吊装至下段墩柱2上进行相互拼装时，多根上钢筋3和多根下钢筋4需要相互岔开拼合，拼合时不需电焊或钢筋套筒连接，连接长度为40cm～60cm。
同时，在上段墩柱1和下段墩柱2拼装后，上、下段墩柱的拼装处外缘需安装配套严密的套筒6，也就是将套筒进行密封套装，该套筒6需要根据墩柱外形而设计成相应的圆柱筒或方筒或菱形筒等各种形状，本实施例采用了钢质或高强PVC材料制成的圆柱筒，该圆柱筒由两片半圆筒状组合而成，并在两片半圆筒状的上部和下部分别设有抱箍7予以紧固，且套筒6内径与墩柱外径相同，长度为连接段+2╳抱箍宽度+5cm～10cm，故套筒6上端就能与上段墩柱1形成密封，套筒6下端就能与下段墩柱2形成密封。
所述的套筒6上部设有通气孔62，具体是在每片半圆筒状的上部侧面均设置一个通气孔，每个通气孔62均与套筒6内的连接段5相连通，内径为10mm～15mm。
所述的套筒6下部设有压浆管61，具体是在套筒6下部侧面，该压浆管61的内径为压浆体51最大骨料粒径的3倍～4倍或为细钢纤维长度的2倍～3倍，压浆管61内端与套筒6内的连接段5相连通，压浆管61外端连接压浆泵，压浆压力为0.5MPa～0.8MPa；因此，通过压浆管61就能向套筒6内压入超高强混凝土的压浆体51，以实现连接段5的压浆。
所述的压浆体51为超高强混凝土，该超高强混凝土是一种从材料组成、配合比设计、微观结构等各方面均不同于普通高性能混凝土的一种新型水泥基材料，由水泥、硅灰、石英粉、硅砂、细钢纤维等配制而成，具有超高的力学性能和超长的耐久性能，抗压强度120MPa～180MPa，抗拉强度6MPa～10MPa，同时具有高流动性，最大骨料粒径4mm～6mm，细钢纤维直径为0.2mm～0.6mm、长度为10mm～30mm。因此，套筒6内压入的超高强混凝土压浆体51凝结多根上钢筋3和多根下钢筋4，就能形成超高强混凝土连接段拼装接头。
另外，抱箍7为对应套筒6外形的钢质圆环，由两个半圆环抱合在套筒外并由螺栓71紧固而成，抱箍7内径与套筒6外径相同。
所述的抱箍7承受通过套筒6传递压浆体51的压浆压力；所述的上钢筋3或下钢筋4长度为，直径为/>，其周边与压浆体51粘结强度即粘结处剪切力/>，最大粘结强度/>，上钢筋3或下钢筋4与压浆体51在弹性工作状态时，即/>时，/>，/>为上钢筋3或下钢筋4与压浆体51的剪切刚度系数，/>为上钢筋3或下钢筋4的剪切位移函数；假定上钢筋3或下钢筋4在弹性工作状态时，与压浆体51粘结变形符合胡克定律，则在上钢筋或下钢筋/>处取一微段，其长度为/>，则在/>处上钢筋3或下钢筋4轴力为/>，剪应力为/>，剪切位移为/>；所述的连接段5在外力矩/>作用时，由上钢筋3、下钢筋4和压浆体51共同承受荷载；抱箍7、上钢筋3或下钢筋4以及连接段5有关力学参数由以下公式计算：
公式一、
公式二、
式中，得
其中为待定系数，由边界条件确定，在上钢筋3或下钢筋4的顶端为/>即,在上钢筋3或下钢筋4的底端为/>，可求得
当上钢筋3或下钢筋4的顶端受力达到时，/>达到塑性流动状态时，上钢筋3或下钢筋4达到极限抗拉拔力
公式三、
连接段5顶端作用外力矩时，由压浆体51、上钢筋3和下钢筋4承受荷载，在外力矩/>作用的平面内，最边缘上钢筋或下钢筋拉力为/>，任一上钢筋或下钢筋的编号/>受力为
压浆体51截面任一点单位面积的受力，以压浆体51和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，即该点和坐标轴原点连线与/>轴之间的夹角/>处的受力为
连接段5顶端作用外力矩需满足下式
在公式一、公式二和公式三中，
——连接段5压浆体51的压浆压力，/>；
——抱箍7计算半径处的应力，/>；
——分别为连接段5墩柱半径，即压浆体51周边半径和抱箍7计算半径，/>；
——单片半圆环抱箍7截面所受的拉力和螺栓71的拉力，/>；
——连接段5长度即上钢筋3或下钢筋4长度，/>；
——上钢筋3或下钢筋4直径，/>；
——上钢筋3或下钢筋4的截面积，/>；
——上钢筋3或下钢筋4的弹性模量，/>；
——连接段5超高强混凝土的弹性模量，/>；
——上钢筋3或下钢筋4至墩柱截面圆心的半径，/>；
——单片半圆环抱箍7截面积，/>；
——单个螺栓71截面积，/>；
——抱箍7截面所受的拉应力，/>；
——螺栓71截面所受的拉应力，/>；
——抱箍7截面材料的容许拉应力，/>；
——螺栓71截面材料的容许拉应力，/>；
——连接段5顶端作用的外力矩，/>；
——上钢筋3或下钢筋4在/>处的受力，/>；
——上钢筋3或下钢筋4顶端的受力，/>；
——上钢筋3或下钢筋4底端的受力，/>，/>；
——上钢筋3或下钢筋4顶端的极限抗拉拔力，/>；
——上段墩柱1和下段墩柱2中的上钢筋3和下钢筋4的总数为/>根，以压浆体51和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，在第IV象限绕/>轴顺时针编号，起点编号1至依次编号2、3、…、/>、…、/>为上钢筋或下钢筋的编号，编号为/>的上钢筋或下钢筋顶端的受力，沿/>轴至原点/>为线性分布，/>；
——压浆体51截面任一点单位面积的受力，以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角/>处的受力, />；
——以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，编号为/>的上钢筋3或下钢筋4顶端和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角，/>，/>；
——以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，压浆体51顶端圆周边任一点即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角，/>；
——上钢筋3或下钢筋4与压浆体51的剪切刚度系数，/>；
——上钢筋3或下钢筋4周边与压浆体51的粘结强度即粘结处剪切力，最大粘结强度/>，/>；
——系数，/>，无量纲。
所述的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构的施工方法，主要包括如下步骤：
步骤一、设计计算结构配筋、预制上段墩柱和下段墩柱
①由公式二、公式三设计计算结构并配筋；
②根据设计要求下料上钢筋3和下钢筋4；
③绑扎上段墩柱、下段墩柱的钢筋骨架；
④上段墩柱、下段墩柱的钢筋骨架吊入模板，精确定位上钢筋3和下钢筋4，并分别浇筑上段墩柱1和下段墩柱2；
步骤二、运输预制构件至现场
① 养护合格，吊至堆放场地；
②制作临时支架固定上钢筋3和下钢筋4，避免运输途中振动或碰撞影响上钢筋和下钢筋的安装定位对中；
③运输至安装现场有序堆放；
步骤三、拼装并压浆
①由公式一计算抱箍7尺寸和螺栓71型号，并制作压浆用的套筒6和抱箍7；
②凿毛上段墩柱1底面与上钢筋3之间的混凝土，凿毛下段墩柱2顶面与下钢筋4之间的混凝土，并清理干净；
③在上段墩柱1与桥梁基础承台精确安装完成后，起吊上段墩柱1至下段墩柱2上方，用临时支架固定定位，上钢筋3岔开放置在下钢筋4之间间距的空隙中进行拼合；
④设计配合比配制超高强混凝土的压浆体51，并经试验符合设计要求；
⑤压浆泵接通压浆管61，启动压浆泵向套筒6内压浆，压浆压力符合设计要求，直至通气孔62溢出浆液，持荷2分钟，压浆结束，封闭压浆管口；
⑥待压浆体终凝后拆除抱箍7和套筒6，连接段5外围包裹土工布洒水养护合格。
本发明所述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外还应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围内。
Claims (6)
1. 一种装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，包括钢筋混凝土预制而成的上段墩柱（1）和下段墩柱（2），其特征在于所述的上段墩柱（1）底部预留多根向下延伸的相等连接段长度的上钢筋（3），下段墩柱（2）顶部预留多根向上延伸的相等连接段长度的下钢筋（4）；所述的上段墩柱（1）和下段墩柱（2）相互拼装，该多根上钢筋（3）和多根下钢筋（4）相互岔开拼合，并在上、下段墩柱的拼装处外缘安装配套严密的套筒（6），该套筒的上部设有通气孔（62），套筒的下部设有压浆管（61），并经压浆管向套筒（6）内压入超高强混凝土的压浆体（51），该压浆体凝结多根上钢筋（3）和多根下钢筋（4）而形成超高强混凝土连接段拼装接头；每根所述的上钢筋（3）下端均垂直弯折成7字形弯钩，每根所述的下钢筋（4）上端均垂直弯折成7字形弯钩；所述的上段墩柱（1）和下段墩柱（2）相互拼装，该多根上钢筋（3）和多根下钢筋（4）相互岔开拼合的连接长度为40cm～60cm；所述的上段墩柱（1）和下段墩柱（2）均为圆柱墩柱，所述的套筒（6）为钢质或高强PVC材料制成的圆柱筒，该圆柱筒由两片半圆筒状组合而成，在两片半圆筒状的上部和下部分别设有抱箍（7）紧固，且套筒（6）内径与墩柱外径相同，长度为连接段+2╳抱箍宽度+5cm～10cm；所述的抱箍（7）承受通过套筒（6）传递压浆体（51）的压浆压力；所述的上钢筋（3）或下钢筋（4）长度为，直径为/>，其周边与压浆体（51）粘结强度即粘结处剪切力/>，最大粘结强度/>，上钢筋（3）或下钢筋（4）与压浆体（51）在弹性工作状态时，即/>时，/>，/>为上钢筋（3）或下钢筋（4）与压浆体（51）的剪切刚度系数，/>为上钢筋（3）或下钢筋（4）的剪切位移函数；假定上钢筋（3）或下钢筋（4）在弹性工作状态时，与压浆体（51）粘结变形符合胡克定律，则在上钢筋或下钢筋/>处取一微段，其长度为/>，则在/>处上钢筋（3）或下钢筋（4）轴力为/>，剪应力为/>，剪切位移为/>；所述的连接段（5）在外力矩/>作用时，由上钢筋（3）、下钢筋（4）和压浆体（51）共同承受荷载；抱箍（7）、上钢筋（3）或下钢筋（4）以及连接段（5）有关力学参数由以下公式计算：公式一、
公式二、
式中/>，得/>其中/>为待定系数，由边界条件确定，在上钢筋（3）或下钢筋（4）的顶端为/>即/>,在上钢筋（3）或下钢筋（4）的底端为/>，可求得
当上钢筋（3）或下钢筋（4）的顶端受力达到时，/>达到塑性流动状态时，上钢筋（3）或下钢筋（4）达到极限抗拉拔力
公式三、
连接段（5）顶端作用外力矩时，由压浆体（51）、上钢筋（3）和下钢筋（4）承受荷载，在外力矩/>作用的平面内，最边缘上钢筋或下钢筋拉力为/>，任一上钢筋或下钢筋的编号/>受力为
压浆体（51）截面任一点单位面积的受力，以压浆体（51）和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角/>处的受力为
连接段（5）顶端作用外力矩/>需满足下式
在公式一、公式二和公式三中，
——连接段（5）压浆体（51）的压浆压力，/>；
——抱箍（7）计算半径处的应力，/>；
——分别为连接段（5）墩柱半径，即压浆体（51）周边半径和抱箍（7）计算半径，；
——单片半圆环抱箍（7）截面所受的拉力和螺栓（71）的拉力，/>；
——连接段（5）长度即上钢筋（3）或下钢筋（4）长度，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）直径，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）的截面积，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）的弹性模量，/>；
——连接段（5）超高强混凝土的弹性模量，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）至墩柱截面圆心的半径，/>；
——单片半圆环抱箍（7）截面积，/>；
——单个螺栓（71）截面积，/>；
——抱箍（7）截面所受的拉应力，/>；
——螺栓（71）截面所受的拉应力，/>；
——抱箍（7）截面材料的容许拉应力，/>；
——螺栓（71）截面材料的容许拉应力，/>；
——连接段（5）顶端作用的外力矩，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）在/>处的受力，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）顶端的受力，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）底端的受力，/>，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）顶端的极限抗拉拔力，/>；
——上段墩柱（1）和下段墩柱（2）中的上钢筋（3）和下钢筋（4）的总数为/>根，以压浆体（51）和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，在第IV象限绕/>轴顺时针编号，起点编号1至依次编号2、3、…、/>、…、/>为上钢筋或下钢筋的编号，编号为/>的上钢筋或下钢筋顶端的受力，沿/>轴至原点/>为线性分布，/>；
——压浆体（51）截面任一点单位面积的受力，以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角/>处的受力, />；
——以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，编号为/>的上钢筋（3）或下钢筋（4）顶端和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角，/>，/>；
——以压浆体和上、下钢筋的平面位置形成坐标轴，压浆体（51）顶端圆周边任一点即该点和坐标轴原点/>连线与/>轴之间的夹角，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）与压浆体（51）的剪切刚度系数，/>；
——上钢筋（3）或下钢筋（4）周边与压浆体（51）的粘结强度即粘结处剪切力，最大粘结强度/>，/>；
——系数，/>，无量纲。
2.根据权利要求1所述的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，其特征在于所述的通气孔（62）内径为10mm～15mm，每片半圆筒状上部侧面均设置一个通气孔（62），每个通气孔均与套筒（6）内的连接段（5）相连通。
3.根据权利要求1所述的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，其特征在于所述的压浆管（61）设置在套筒（6）下部侧面，内径为压浆体最大骨料粒径的3倍～4倍或为细钢纤维长度的2倍～3倍，压浆管（61）内端与套筒（6）内的连接段（5）相连通，压浆管（61）外端连接压浆泵，压浆压力为0.5MPa～0.8MPa。
4.根据权利要求1所述的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，其特征在于所述的抱箍（7）为钢质的圆环，是由两个半圆环抱合在套筒外并由螺栓（71）紧固而成，抱箍（7）内径与套筒（6）外径相同。
5.根据权利要求1所述的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构，其特征在于所述的压浆体（51）为超高强混凝土，该超高强混凝土由水泥、硅灰、石英粉、硅砂和细钢纤维配制而成，抗压强度120MPa～180MPa，抗拉强度6MPa～10MPa，最大骨料粒径4mm～6mm，细钢纤维直径为0.2mm～0.6mm、长度为10mm～30mm。
6. 一种根据权利要求1所述的装配式桥梁墩柱超高强混凝土连接结构的施工方法，其特征在于该施工方法包括如下步骤：
步骤一、设计计算结构配筋、预制上段墩柱和下段墩柱
由公式二、公式三设计计算结构并配筋；
①根据设计要求下料上钢筋（3）和下钢筋（4）；
②绑扎上段墩柱（1）、下段墩柱（2）的钢筋骨架；
③上段墩柱（1）、下段墩柱（2）的钢筋骨架吊入模板，精确定位上钢筋和下钢筋，并分别浇筑上段墩柱（1）和下段墩柱（2）；
步骤二、运输预制构件至现场
①养护合格，吊至堆放场地；
②制作临时支架固定上钢筋（3）和下钢筋（4），避免运输途中振动或碰撞影响上钢筋（3）和下钢筋（4）的安装定位对中；
③运输至安装现场有序堆放；
步骤三、拼装并压浆
①由公式一计算抱箍（7）尺寸和螺栓（71）型号，并制作压浆用的套筒（6）和抱箍（7）；
②凿毛上段墩柱（1）底面与上钢筋（3）之间的混凝土，凿毛下段墩柱（2）顶面与下钢筋（4）之间的混凝土，并清理干净；
③在上段墩柱（1）与桥梁基础承台精确安装完成后，起吊上段墩柱（1）至下段墩柱（2）上方，用临时支架固定定位，上钢筋（3）岔开放置在下钢筋（4）之间间距的空隙中进行拼合；
④按设计配合比配制超高强混凝土的压浆体（51），并经试验符合设计要求；
⑤压浆泵接通压浆管（61），启动压浆泵向套筒（6）内压浆，压浆压力符合设计要求，直至通气孔溢出浆液，持荷2分钟，压浆结束，封闭压浆管口；
⑥待压浆体（51）终凝后拆除抱箍（7）和套筒（6），连接段（5）外围包裹土工布洒水养护合格。
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